CC BY
49
УДК 339.923: (347.79:347.55):(550.812:553.4.068.22)](268)
Р. Котлиньски1, В. Стоянова1
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СОВМЕСТНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ИНТЕРОКЕАНМЕТАЛЛ
ПО КОНТРАКТУ С МЕЖДУНАРОД1ГЫМ ОРГАНОМ ПО МОРСКОМУ ДНУ
Отражена деятельность совместной организации Интерокеанметалл по выполнению контрактных обязательстве Международным органом поморскому дну при разведке полиметаллических конкреций в пределах разведочного района в зоне КларионКлиппертон Тихого океана.
В 2001 г. Совместная организация Интерокеанметалл (ИОМ) — консорциум в составе Республики Болгария, Республики Куба, Республики Польша, Российской Федерации, Словацкой Республики и Чешской Республики подписал контракт с Международным органом по морскому дну (далее МОД или Орган) на разведку полиметаллических конкреций в пределах 75 тыс. км2 площади морскогодна, расположенной в восточной части зоны Кларион Клиппертон в Тихом океане (рис. 1).
Кроме ИОМ, контракты с МОД были заключены также COMRA (China Ocean Mineral resources and Development Association), DORD (Deep Ocean Resources Development Company, Japan), правительством Индии, правительством Республики Кореи, IFREMER/AFERNOD (Institut franqais de recherche pour Г exploitation de la mer/Association fran3aise pour l’etude et la recherche des nodules, France), Государственным предприятием Российской Федерации “Южморгеология” и BGR (German Federal Institute for Geosciences ad Natural Resources).
Вышеперечисленные субъекты, находящиеся под поручительством своих государств, стали первыми участниками системы, созданной Конвенцией ООН по морскому нраву и Соглашением об осуществлении Части XI Конвенции, а также принятых МОД в 2000 г. Правил поиска и разведки полиметаллических конкреций (ISBA/6/A/18), предусматривающей освоение минеральных ресурсов в глубоководных районах морскогодна, находящихся под международным управлением [6].
Контракт с МОД, составленный по стандартной форме и действительный в течение 15 лет, включает план работы но разведке на период действия контракта (с дополнением детальной программой деятельности), который каждые пять лет обновляется, а также стандартные обязательства подписавших его сторон, вытекающие из положений вышеупомянутых Конвенции, Соглашения и Правил.
© Р. Котлиньски', В. Стоянова1:
1 Совместная организация Интерокеанметалл, Польша.
-1250 -120"
Рис. 1. Районы разведочной деятельности контракторов в восточном части зоны Кларион-Клиппертон
в Тихом океане.
I Корея; 2 Совместная организация Интерокеан металл; 3 - Германия; 4 — Районы, зарезервированные лля МОД; 5. 6 — Заявочные районы потенциальных инвесторов.
К стандартным условиям контракта на разведку, в частности, относятся:
ежегодное представление в МОД отчета о выполнении программы деятельности контрактора в разведочном районе, с последующим его рассмотрением Юридической и технической комиссией Органа, его оценка и представление Совету МОД;
проведение с Генеральным секретарем МОД обзора выполнения плана работы по разведке за 90 дней до истечения каждого пятилетнего срока, формулирование программы деятельности на последующий пятилетний период, включая пересмотренную смету ожидаемых ежегодных расходов, а также внесение по необходимости изменений в предыдущую программу деятельности;
выполнение работ но систематическому сбору данных о фоновом состоянии морской среды (экологический мониторинг), а также принятие мер для предотвращения, сокращения и сохранения под контролем загряз-
нений и других угроз для морской среды, вызываемых деятельностью контрактора в Районе;
представление Генеральному секретарю МОД плана чрезвычайных мер с целью эффективного реагирования на вызванные деятельностью контрактора инциденты и ситуации, которые могут причинить серьезный ущерб морской среде.
Основные положения утвержденного МОД плана ИОМ по разведке
План работы ИОМ по разведке в первоначальном районе был утвержден Советом МОД 27 августа 1997 г., начал выполняться после подписания 29 марта 2001 г. соответствующего контракта с МОД и остается в силе после этой даты в течение последующих пятнадцати лет.
Причиной задержки между утверждением плана работы по разведке и оформлением его в виде контракта явилась процедура разработки и принятия Органом в 2000 I'. Правил поиска и разведки полиметаллических конкреций в Районе, которые согласно Конвенции и Соглашению об осуществлении Части XI являются нормативно-правовой базой, регламентирующей исключительное право контрактора на разведку в районе, указанном в плане работы в отношении полиметаллических конкреций.
Утвержденный 15-летний план работы ИОМ по разведке включает четыре этапа, разделяемые соответствующим комплексом разведочных исследований и принятием решений о целесообразности дальнейшего продолжения работ. В соответствии с положениями Соглашения и Правил, по заявлению контрактора план работы на разведку по истечении 15-летнего периода может быть продлен на периоды продолжительностью не менее 5 лет каждый при определенных условиях. При этом выполнение программы работ на каждом этапе тесно увязывается с экономическими, техническими и финансовыми возможностями контрактора, а также вероятными темпами деятельности в Районе и экономической ситуации на мировом рынке металлов.
Следует также отметить, что план охватывает не только морские работы в разведочном районе контрактора и связанные с ними лабораторные и другие исследования, но также разработку и испытание технических средств и технологий добычи и переработки конкреций, экономические и другие соответствующие исследования и мероприятия, необходимые для обоснованного перехода к принятию решения о целесообразности разработки месторождения ПМК.
Программа исследований на этапе 1 плана работы ИОМ
по разведке
Задачей этапа 1, расчетной продолжительностью от четырех до шести лет, являлось выявление первоочередных районов для более детальных разведочных работ с целью оконтуривания возможных месторождений полиметаллических конкреций.
Разведочная деятельность ИОМ в период 2001-2005 гг. в соответствии с программой была сосредоточена на следующих основных направлениях:
— геологическая разведка;
— исследования морской среды;
— технология добычи и транспортировки конкреций;
— технология переработки полиметаллических конкреций.
Затраты ИОМ за период 2001-2005 гг., понесенные на выполнение задач по осуществлению этапа 1 плана работы по разведке, составили около 4 100 000 ИЗБ. При этом следует уточнить, что к этим затратам отнесены также расходы на выполнение в 1999 г. батиметрической съемки разведочного района ИОМ и проведение в 2000 г. второго мониторного рейса по программе ЮМ В1Е, результаты которых используются при осуществлении программы разведочной деятельности по контракту.
В процессе осуществления геологической разведки предусматривались:
Батиметрическая съемка и геолого-геофизические исследования в ходе морских экспедиций на борту исследовательских судов (включая донный пробоотбор, фотосъемки и сонарные съемки морского дна); обработка и анализ существующих (архивных) данных с упором на выявление районов для постановки более детальных геологоразведочных работ;
Выявление и оконтуривание наиболее масштабных конкрециеносных полей и залежей с наибольшей плотностью залегания конкреций;
Оценка ресурсов полиметаллических конкреций в разведочном районе с учетом параметров технико-экономического обоснования.
В период реализации намеченной программы были проведены 3 рейса научно-исследовательских судов в пределах разведочного района ИОМ, в ходе которых выполнены следующие виды работ: батиметрическая съемка дна многолучевым эхолотом “ЗШИАБ” (104 200 км2), измерение скорости звука в воде; фотопрофилирование комплексом “МЕРТТШ” в цифровом виде; отбор проб донных образований бокскорером (261 станция), грунтовой трубкой (8 станций), тралом (700 кг и 250 кг ПМК); экспериментальные исследования по отработке методики рядового опробования ПМК; инженерно-геологическое изучение осадков: влажность, плотность, удельное сопротивление пенетрации, сопротивление вращательному срезу, пределы пластичности, пределы прочности на сжатие и растяжение, сила отрыва конкреций от донных осадков; лабораторные исследования донных осадков: pH и ЕЬ, гранулометрический и минералогический состав, карбонатность, органический углерод, аморфный кремнезем, содержание металлов (Мп, Ее, N1, Си, Со, Zn, РЬ, ТЧ, Сг, V, Ав, КЪ, вг, Ва); лабораторные исследования ПМК: анализ рядовых проб на 8 элементов (Мп, Ке, N1, Си, Со, гп, Мо, РЬ) и Р205, определение содержания 14 элементов (Мп, Те, Ш, Си, Со, Ъп, РЬ, Т\> Сг, V, А.ч, Шз, Бг, Ва), определение благородных металлов (Р^ Рв, Аи, AgJ НЬ), редких и редкоземельных элементов (В1, Сс1, вп, Т1, Те, Ьа, Се, Ей, N(1, 8т, У), а также вредных примесей (Г, Н£, в, Аз); изготовлены и исследованы 47 аншли-фов и 185 смер-слайдов. В фондах ИОМ хранятся 247 дубликатов аналитических проб и 292 образца НМ К.
По результатам батиметрической съемки построена карта рельефа дна океана масштаба 1:200 ООО с сечением изобат 25 м в изолиниях и цветной гамме (рис. 2), а также ее производные того же масштаба: карта углов наклона поверхности дна, теневая карта рельефа дна (в черно-белом и цветном вариантах) и карта сонарного изображения дна.
Обработаны данные 620 станций опробования дночерпателем и бокско-рером и 16 станций грунтовой трубкой, выполненных на площади разведочного района (с учетом станций, отобранных во время региональных исследований); составлены паспорта на каждую станцию опробования.
Выполнен анализ данных по донным осадкам и конкрециеносности по всей площади разведочного района (75 ООО км2).
Выполнен статистический анализ данных по морфологическому контролю залежей ПМК, плотности залегания, гранулометрическому и вещественному составу (в том числе по отдельным генетическим типам и интервалам глубин), перекрытию донными осадками, а также по погребенным конкрециям; детально изучено внутреннее строение конкреций [1, 2].
Выполнена оценка прогнозных ресурсов ПМК и основных металлов по всему разведочному району с использованием требований существующих в ИОМ браковочных кондиций.
Исследования морской среды в разведочном районе ИОМ проводились в соответствии с требованиями, вытекающими из Правил и Руководящих рекомендаций контракторам по оценке возможного экологического воздейст-
вие. 2. Рельеф дна разведочного района ИОМ (центральная часть), построенный на основе баги метрической съемки многолучевым эхолотом “51М!1А1У\
вия разведки полиметаллических конкреций в Районе (КВА/7/иГС/1/Кеу.1), и включали:
разработку программы и методики мониторинга морской среды на период разведочной деятельности в соответствии с рекомендациями Органа и в сотрудничестве с другими контракторами в Районе;
сбор данных о параметрах морской среды с целью установления ее фонового состояния в пределах разведочного района и оценки влияния проводимой разведочной деятельности;
продолжение исследований по мониторингу результатов эксперимента ЮМ В1Е и подготовку сводного отчета по результатам эксперимента.
Работы по разработке унифицированной программы и методики мониторинга морской среды на период разведочной деятельности находятся в начальной стадии, поскольку к настоящему времени отсутствуют общепринятые и утвержденные МОД стандарты о параметрах окружающей среды, которые должны применяться при оценке воздействия на среду процессов добычи конкреций в Районе.
В ходе экспедиционных исследований ИОМ проводился сбор данных о фоновом состоянии морской среды в пределах разведочного района, который включал: наблюдения гидрометеорологического режима, отбор проб донных осадков и их поровых вод по определенным горизонтам, определение химического и гранулометрического состава осадков, их карбо-натности, содержания органического углерода, биогенных компонентов, тяжелых металлов. В придонной морской воде измерялись pH и ЕЬ, определялись растворенный кислород, органический углерод, количество и химический состав взвеси, биогенных веществ и растворенных тяжелых металлов [3]. По результатам анализа 12540 снимков, полученных из 14 фотопрофилей на участке ИОМ, проводился анализ качественных и количественных характеристик сообществ глубинной мегафауны, а также следы жизнедеятельности бентосных организмов.
Проведены морские экспедиционные исследования второго этапа мониторинга по программе ЮМ В1Е в пределах разведочного района, которые включали: отбор проб донных осадков и придонной воды мультикорером и последующие набортные и стационарные определения: микрофауны, pH, ЕЬ, растворенного кислорода, органического углерода, карбонатов, биогенных веществ (нитритов, нитратов, силикатов, фосфатов), металлов (Си, гп, Сс1, РЬ, Ее, Мп и №), гранулометрический и минералогический состав. Обобщены результаты трех серий опробования микробентоса в пределах экспериментального участка ЮМ В1Е(1995,1997 и 2000/2001), определены качественные и количественные характеристики его видовой и пространственной изменчивости, получены результаты о временной биологической реколонизации и естественной рекультивации среды в рамках полигона [4].
В области технологии добычи и транспортировки конкреций производились:
анализ и оценка существующих и возможных проектов техники освоения залежей конкреций;
сбор данных, необходимых для подготовки технических основ для базовых компонентов системы добычи конкреций;
разработка концептуального проекта будущей системы добычи; проектирование, лабораторное моделирование и испытания подсистемы подъема конкреций на поверхность.
В рамках настоящей тематики были проанализированы вопросы мировой практики и опыт стран-участниц ИОМ по выполненным работам в области создания систем добычи полиметалических конкреций, собраны исходные данные по основным вариантам создания комплекса добычи ПМК на основе гидравлических систем подъема и их разновидностей, а также изучены варианты агрегатов сбора и применения грунтозаборных устройств с использованием гидравлических и механических принципов сбора ПМК.
Для подготовки технических основ базовых компонентов системы добычи с учетом условий разведочного района ИОМ изучались исходные горно-геологические условия залегания ПМК, предварительные исходные характеристики предполагаемого добычного участка, а также океанографические, метеорологические и другие параметры и факторы морской среды.
С целью выбора концепции добычной системы с учетом специфических характеристик участка ИОМ, а также с учетом существующих и известных проектов, были проведены работы, которые включали разработки общей схемы и компоновки системы добычи, агрегата сбора ПМК, системы подъема, системы энергопитания и системы контроля и управления функционированием добычного комплекса.
Были проведены лабораторные исследования по определению скорости скольжения конкреций при гидроподъеме и экспериментальная проверка методов расчета движения гидросмеси для выбранных схем системы подъема, а на основе технологических параметров определены предварительные варианты транспортировки с использованием систем подъема центробежными насосами и камерными питателями, а также с использованием трубного контейнерного транспорта.
В рамках подготовки технических основ для концептуальной конструкции будущей системы добычи и для проведения компьютерного моделирования процесса управления разработаны математические модели систем добычного комплекса.
Работы по технологии переработки полиметаллических конкреции проводились по следующим основным направлениям:
оптимизация существующих технологических схем извлечения полезных компонентов из ПМК;
разработка базовых технологических схем переработки ПМК. Проведена переоценка существующих вариантов технологических схем переработки ПМК гидрометаллургическими и пирометаллургически-ми методами, на ее основе был подтвержден предыдущий выбор технологических схем, удобных для дальнейших экспериментальных работ. Дополнительно проведены работы по разработке предварительных технико-экономических обоснований на основе выбранных базовых технологий, расширены работы в области нетрадиционных направлений использования ПМК. Все эксперименты выполнены в лабораторном масштабе.
При оптимизации гидрометаллургической переработки ПМК с использованием технологии выщелачивания диоксидом серы разработана техноло-
гия селективного выщелачивания ПМК с использованием сернистого ангидрида, обеспечивающая извлечение в раствор ЬП 98,2-98,7%; Си 90,1-92,6%; Со 95,5-97,8%; Мп 98,2-99,4 % и низкое содержание железа в растворе.
В рамках пиро-гидрометаллургического способа переработки были разработаны основные технологии, включающие технологические операции: сушку - восстановительный обжиг, плавку, разливку передельного шлака, грануляцию комплексного сплава; определены оптимальные температурные условия и материальное обеспечение этих операций. Исследована и опробована технология выплавки комплексного сплава и передельного шлака при использовании в качестве восстановителя кокса, нефти и отходов флотационного обогащения каменного угля. На крупнолабораторных плавках установлен оптимальный состав шихты для процесса переработки Мп-содержащих шлаков на силикомарганец. В этом масштабе были определены и удельные расходы сырья, материалов и электрической энергии.
Исследован гидрометаллургический способ переработки комплексного сплава. В отличие от описанной в литературе схемы растворения комплексного сплава в серной кислоте в присутствии сернистого ангидрида, получается селективное концентрирование меди в нерастворенном остатке, представляющем собой по существу сульфидный медный концентрат, содержащий более 50% Си. Выделение никеля и кобальта из продуктивного раствора, полученного при растворении комплексного сплава, осуществлено сульфидным осаждением в виде смешанного концентрата, содержащего более 30% (№ + Со).
В рамках работ по данному направлению проведена также оценка возможности адаптации выбранных схем переработки ПМК на действующих металлургических предприятиях стран-участниц ИОМ и на этой основе разработаны основы кислой и аммиачно-карбонатной технологий с частично оптимизированными параметрами [5].
С целью повышения эффективности переработки ПМК велись также работы по изучению возможностей нетрадиционного их использования, в частности, использование ПМК при очистке отходящих газов металлургических и энергетических производств от сернистого ангидрида. Разработан процесс, совмещающий очистку газа и переработку ПМК.
Учитывая объемы, виды и полученные результаты проведенных работ в рамках программы деятельности ИОМ на период 2001-2005 гг., можно считать, что поставленная задача о выделении первоочередных районов для более детальных работ с целью оконтуривания возможных месторождений полиметаллических конкреций в пределах разведочного участка ИОМ полностью выполнена и этап 1 плана работы по разведке успешно завершен.
Проект программы исследований на этапе 2 плана работы ИОМ
по разведке
Основной задачей этапа 2 разведочной деятельности ИОМ является определение месторождения и ресурсов конкреций, которые можно было бы разрабатывать в будущем.
В ходе выполнения разведочных работ на данном этапе предусматриваются: более детальное картирование рельефа дна (1:50 ООО и крупнее), донное опробование, акустическая и фототелевизионная съемки по более густой сети, геотехническое изучение отдельных участков, включая инженерно-геологическое изучение in situ для научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию добычной техники, разработка базовой технологии комплексной переработки ПМК, океанографические исследования морской среды и ее мониторинг.
Продолжительность этапа 2 плана работы ИОМ по разведке принимается 8 лет.
Подготовленный в соответствии со стандартными условиями контракта с МОД проект программы деятельности на последующий пятилетний период (2006-2011 гг.) является началом выполнения этапа 2 плана работы по разведке и включает следующие основные виды работ: геологическую разведку, исследования по защите и сохранению морской среды, технологию добычи и транспортировки конкреций, технологию переработки полиметаллических конкреций.
Предполагаемые общие расходы ИОМ, необходимые для выполнения задач разведочной деятельности второго пятилетнего периода, начиная с 2006 г., составляют около 5 000 000 USD, в том числе: 4 500 000 USD предусматривается на основную деятельность, 500 000 USD на текущую деятельность и необходимый резерв.
Проект программы разведочной деятельности ИОМ на период 2006-2011 гг. был принят к сведению на очередном заседании Совета Полномочных представителей совместной организации Интерокеанметалл в ноябре 2005 г. и будет окончательно принят после соответствующего согласования с Генеральным секретарем МОД в июне 2006 г.
1. Котлиньски Р. Деятельность Совместной организации “Интерокеанметалл” в системе Международного органа по морскому дну ООН. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2005.— НАН Украины.— С. 28-34.
2. Котлиньски Р, Задорнов М. М. Особенности конкрециеносности восточной части поля Кларион-Клиппертон (разведочный район Совместной организации Интерокеанметалл). Международная конференция “Minerals of the Ocean". С. Петербург, 2002.-С. 1-5.
3. Kotlinski R.. Stoyanova V. Physical, chemical, and geological changes of marine environment caused by the benthic Impact Experiment at the IOM BIE site, Proc 8th JSOPE Conf, Montreal, 1998, vol. 2.— P. 277-281.
4. Radziejewska Т., Rokicka Praxmajer J., Stoyanova K.IOM BIE revisited: Meioben-thos at the IOM BIE site 5 years after the experimental disturbance. Proc 4th ISOPE Ocean Mining Symposium, Szczecin, 2001.— P. 63-68.
5. Vranka F.. Kotlinski R. Polymetallic nodules processing in Interoceanmetal. The present and the future. Proc 15th ISOPE Conf, Seoul, 2005.- P. 392-397.
6. Правила поиска и разведки полиметаллических конкреций в Районе (ISBA/6/ А/18), http://www.isa.org.jm/en/default.htm.
7. Руководящие рекомендации контракторам по оценке возможного экологического воздействия разведки полиметаллических конкреций в Районе (ISBA/7/LTC/1/ Rev.l). http://www.isa.org.jm/en/default.htm.
